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  • 科技传承文明 | 3D扫描助力文物数字化保护,赋活千年石窟!
  • 本站编辑:杭州思看科技有限公司发布日期:2022-11-08 16:33 浏览次数:

巍巍华夏,万古河山。中华民族上下五千年连绵不断的历史,为我们留下丰富的文化宝藏。

然而,历经千年风霜,这些独一无二的文化瑰宝都不可避免地在岁月长河渐渐消逝。历史文化遗产不可再生、不可替代。如何保护并利用好我国丰富的文物资源,在当前就显得尤为重要。

湖南卫视芒果TV制作的纪录片《这十年》,专题讲述了文物数字化保护的革新壮举。

思看科技联合浙大文化遗产研究院,受邀参与录制《这十年》数字化专题——当国宝遇上数字化,致敬文物保护者!

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看3D技术如何助力古老石窟的保护工作,让静谧不语的千年古佛,在现代科技的加持下焕发新生。


01 云冈石窟三维数字化


 云冈石窟位于山西省大同市武周山南麓,依山开凿,气势恢宏,是中国第一个皇家营造的石窟,代表了公元5至6世纪中国佛教艺术的巅峰之作。

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云冈石窟面临两大挑战:首先,经过1500年的历史洗礼,石窟的生命力正在快速凋亡;此外,石窟造像是不可移动文物,大多数人并没有机会亲自到现场参观。

因此,为云冈石窟建立数字化档案,把人类文明的印记更好地保存下来,传承下去,就变得迫在眉睫。


此次云冈石窟的数据采集与修复工作,存在不可忽视的客观困难:

1.造像体积庞大,遭受长期高温高湿、微生物的侵蚀,造成部分佛像局部严重受损。

2.部分造像长期处于露天环境,受损相当严重,数据采集难度大。

3.由于文物本身的珍贵性和不可替代性,且石窟表面纹理细节复杂,采集过程还要避免因人为接触而破坏文物表面形态。

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针对以上痛点,思看科技与浙江大学文化遗产研究院合作,依托高精度数字化技术,完成对石窟高保真三维数据的采集工作。

我们采用三维激光扫描仪TrackScan对造像整体结构进行扫描,通过其无需贴点非接触式测量技术,1:1真实还原造像细节。对于佛龛表面色彩的还原则使用iReal彩色三维扫描仪,完美呈现佛像表面生动色彩。

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TrackScan标配3种工作模式,可依据不同应用场景自由切换测量模式。具有无需贴点、智能追踪、精确扫描的特点,扫描速率可达260万次每秒,极速捕捉造像全貌数据。7束平行蓝色激光,精度可达0.025mm,精准还原造像表面纹理细节;单束蓝色激光扫描,清晰获取造像死角位置的三维数据。

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对于部分造像局部缺失的情况,工作人员通过对其他佛像进行三维扫描数据比对,用来修复缺失的部分数据。


思看科技通过三维扫描为云冈石窟创建数字档案。同时,三维扫描技术还可以结合3D打印技术等比复刻石窟实物模型,以保存它们的历史原貌,丰富传播形式,让石窟文化走出大同,走近大众!

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除此之外,思看科技的3D数字化技术在文物保护领域,还有诸多探索。思看科技联合浙江大学文化遗产研究院,受邀参与东方卫视《守护石窟》栏目,完成飞来峰石窟造像数字化保护工作。



02 飞来峰石窟三维数字化

 

在飞来峰的洞穴及沿溪峭壁上,雕刻着从五代至宋、元时期的石刻造像470多尊,是我国江南地区现存规模最大的石窟造像群。历经千年风霜,飞来峰造像险象环生:危岩崩塌、渗水侵蚀、溶蚀、风化、酸雨等等,严重威胁造像的生命。

依照传统拍照+测量的数据采集方式,不仅对采集设备和人员要求很高,而且数据完整性和真实性都难以保证。因此,用数字手段把文物当前的状态尽可能完整、高清、本真地记录下来,让它的生命力延续千秋万代,便成为飞来峰石窟保护的头等大事。

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飞来峰造像群作为典型的南方石窟,数字化过程中也面临其特有的困难:

1.飞来峰植被茂密,微生物繁殖旺盛,需要克服植物对数据采集的干扰,避免微生物导致的颜色变化。

2.飞来峰石窟造像依山而建,地势复杂险峻,为了不影响参观,往往数据采集工作需要在夜间进行。数据采集工作需要克服光线和地理条件带来的多重挑战。

浙江大学文化遗产研究院借助思看科技的三维扫描设备TrackScan,完成了飞来峰石刻的数字化工程,精确获取了飞来峰石窟造像数据,为后续保护工作提供了有力的数据支撑。

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TrackScan精度可达0.025mm,相当于五米范围内头发丝直径1/5大小,超高分辨率精准识别人眼无法识别的文物细节,使得造像及石刻表面勾勒的线条、花纹等细节,都被完整记录。

 

TrackScan灵活便携,不惧外部环境对采集工作的干扰,无论是夜间昏暗潮湿的室内,还是摩崖石刻这样险峻的野外环境,都能高效应对。

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最终,通过高效的数据采集过程,完整生成飞来峰石窟造像群的数字模型,结合3D打印技术让文物以数字化的形态永远地活下来,成为元宇宙的世界里永不流失的档案。


03 用科技创新,延续古老文明


文物是人类文明存在的印证,和文物对话就是和历史对话。一直以来,思看科技依靠行业领先的技术实力,为文物保护领域提供定制化三维扫描解决方案。通过数字化技术为文物建立永久的数字化档案,从被动的修缮走向预防性保护、精细化修复;通过持续性数据采集,监测文物状态变化,开展可持续性文物保护工作。同时,借助5G、云计算、VR/AR、元宇宙等前沿技术,丰富文物展传播形式,让文物“活”起来、走出去,在更广阔的领域展示中华文化的魅力。

 

在2021年,思看科技(SCANTECH)有幸受邀参与《未来新世界》的录制,以更为形象生动的方式,向大众科普3D扫描技术背后的科学原理及其广阔的应用空间,在这期节目中,我们用TrackScan扫描仪对西溪湿地一座独具江南风韵的古建筑进行无损数据获取,与嘉宾们一同全方位、多角度地来解读3D扫描技术背后的科学和人文价值。

我们期待在未来,科技不断创新发展,让文物保护拥有更坚实的依靠,也让古老文明跨越时空,和现实相拥。